WO2019156302A1

WO2019156302A1 - 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 및 그 제조방법

Info

Publication number: WO2019156302A1
Application number: PCT/KR2018/010837
Authority: WO
Inventors: 권경대
Original assignee: 권경대
Priority date: 2018-02-07
Filing date: 2018-09-14
Publication date: 2019-08-15

Abstract

본 발명은 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법에 관한 것으로, 이러한 본 발명은 기재로 사용되는 패브릭 원단의 하단을 분리막으로 지지한 후, 분리막 위에 놓여지는 기재의 상면에 폴리이미드 용액(polyimide Varnish)을 일정두께로 코팅하게 됨으로써, 폴리이미드 용액 코팅시 패브릭 원단의 말림현상과 끊어짐 현상을 방지하고, 폴리이미드 용액의 두께 조정이 용이함은 물론, 기재 전폭에 대한 폴리이미드 용액 도포가 또한 가능하게 하는 것이다. 이같은 본 발명은 또한, 기재 위에 도포되는 폴리이미드 용액이 패브릭 원단의 기재를 통과하여 하부로 이동할 때 기재를 지지하고 있는 분리막 표면을 따라 확산되어 전체적으로 평활한 표면을 유지할 수 있게 됨으로 인하여, 폴리이미드 용액의 코팅 두께 조정이 용이하고, 나아가 기재 전폭에 대한 폴리이미드 용액 도포가 또한 가능하게 됨으로 인하여 생산성이 크게 향상되는, 패브릭 원단을 그라파이터화하여 사용 가능하도록 하거나, 또는 폴리이미드 필름(Polyimide Film)의 대체품으로 사용되는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단을 제공할 수 있게 된다.

Description

분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 및 그 제조방법

본 발명은 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 원단 제조기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재의 하단을 분리막으로 지지한 후, 분리막 위에 놓여지는 기재의 상면에 폴리이미드 용액(polyimide Varnish)을 일정두께로 코팅하게 됨으로써, 두께 조정이 용이하며 또한 기재 전폭에 대한 폴리이미드 용액 도포가 가능케 하는 생산성이 향상된 롤 형태의 폴리이미드 패브릭(fabric) 원단 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전자소자는 경박단소 및 다기능화되면서 고집적화되고 있어 열밀도의 증가로 인한 열 방출 문제에 대한 대책이 요구되고 있는데, 열의 방출이 디바이스의 신뢰성 및 수명과 밀접한 관련이 있어 중요하다.

이에 따라 다양한 방열 소재들이 개발되고 있으며, 방열패드, 방열시트, 방열도료 등의 형태로 시판되어 기존의 방열팬, 방열핀, 히트 파이프 등의 방열기구를 보조하거나 대체하고 있다.

이들 중 방열시트는 그라파이트 시트, 고분자-세라믹 복합시트, 다층코팅 금속박막시트 등의 형태로 제작되고 있으며, 그라파이트 시트의 경우 경량이고 슬림하면서도 열전도도가 구리 이상으로 매우 높아, 전자 회로를 구성하는 기판과 기판 사이, 플라즈마 텔레비전 등을 구성하는 PDP 등에 유용하게 사용되고 있다.

필름 형상 그라파이트의 제조 방법의 대표예로서, 「익스팬드(팽창) 그라파이트법」이라고 불리는 방법이 있다. 이 방법에서는, 천연 그라파이트를 진한 황산과 진한 초산의 혼합액에 침지시킨 후 급격히 가열함으로써 그라파이트를 제조한다. 이 그라파이트는, 세정에 의하여 산이 제거된 후에, 고압 프레스에 의하여 필름 형상으로 가공된다.

그러나, 이렇게 하여 제조된 필름 형상 그라파이트는 강도가 약하고, 다른 물리적 특성치도 우수하지 않으며, 또한 잔류 산의 영향이 우려되는 등의 문제점을 갖는다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 특수한 고분자 필름을 직접 열처리하여 그라파이트화하는 방법이 개발되었다(이하, 「고분자 그라파이트화법」이라고 부른다). 이 목적으로 사용되는 고분자 필름으로는, 예를 들어 폴리옥사디아졸, 폴리이미드, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리벤조이미다졸, 폴리벤조옥사졸, 폴리티아졸 및 폴리아미드 필름 등을 들 수 있다. 고분자 그라파이트화법은, 종래의 익스팬드 그라파이트법과 비교하여 훨씬 간략한 방법으로, 본질적으로 산 등의 불순물의 혼입을 일으키지 않는 방법이고, 또한 단결정 그라파이트에 가까운 우수한 열전도성이나 전기 전도성이 얻어진다는 특징이 있다.

또한, 고분자 그라파이트화법에서 기계적 특성을 향상시키기 위해 탄소나노튜브 등의 첨가제를 고분자 필름과 혼합하는 방법이 알려져 있다.

그러나, 고분자 그라파이트화법의 경우, 익스팬드 그라파이트법과 비교하여 두꺼운 필름 형상의 그라파이트를 얻는 것이 어려우며, 그라파이트화를 위해서 매우 고온에서 장시간의 열처리가 필요하다.

일반적으로, 양질의 그라파이트로의 변환을 위해서는 50㎛ 정도의 두께를 갖는 출발 원료 필름이 필요하며, 2,900℃ 이상의 온도 영역에서 30분 이상의 열처리가 필요한데, 열전도율과 유연성은 서로 상충적 관계에 있기 때문에 열전도율과 유연성이 모두 우수한 그라파이트 시트를 얻기 어렵다는 문제점이 있다.

즉, 도 1은 그라파이터 시트를 이루는 기존의 무기재 필름 타입의 폴리이미드 필름을 보여주고 있는 것으로서, 이는 첨부된 도 2에서와 같이 패브릭 원단으로 이루어진 기재(200) 위에 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)(300)을 일정한 두께로 도포하면서 흡착시켜 피막을 일체화시키는 공정을 통해 소정의 필름을 얻을 수 있게 된다. 도 1은 패브릭 원단으로 이루어진 기재(200)를 생략한 상태로 폴리이미드 용액(300)만을 일정한 두께로 펼쳐 필름 상태로 성형한 피막 구조를 보여주고 있다.

그러나, 첨부된 도 1은 물론이려니와 도 2의 경우 역시, 건조공정에서 경화되면서 폴리이미드 용액(300)이 도포되지 않은 기재(200)의 좌우 양측에서 원단의 신축성으로 인하여 부분적으로 당겨지는 현상이 발생하게 되고, 이로 인하여 기재의 양측이 울거나 말림 현상이 발생하게 되어 휨과 주름을 유발하게 되는 문제점이 있었다.

그러므로, 연속적으로 감아 롤 상태로 보관하는 것이 어렵고, 나아가 상품성을 크게 떨어뜨리는 단점이 있다.

더불어, 첨부된 도 3에서와 같이, 콤마코팅(Comma coating) 장비의 인쇄기 롤러(400)를 이용하여 상기 기재(200) 위에 폴리이미드 용액(300)을 일정한 두께로 도포시, 상기 인쇄기 롤러(400)에는 선단이 최대한 좁은 폭을 가지는 콤마나이프(401)를 형성하게 되는데, 이는 폴리이미드 용액(300)이 상기 인쇄기 롤러(400)의 표면에 간섭됨이 없이 균일한 두께로 도포되도록 하기 위함이다.

하지만, 상기와 같은 콤마나이프(401)는 상기 폴리이미드 용액(300)을 누르게 되는 작용을 하게 되는 것이므로 상기 기재(200) 위에 도포되는 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)(300)이 기재(200) 내부로 침투하여 하부로 스며나오게 되면서 불규칙한 두께를 만드는 문제점이 지적되어 왔고, 이러한 문제점을 감안하여 종래에는 기재(200)의 일면에 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)을 1차 도포하고, 상기 기재(200)의 타면에 다시 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)을 2차 도포하여 그라파이터 시트의 두께 균일성을 유지하기도 하였다.

즉, 상기 기재(200) 위에 도포되는 폴리이미드 용액(300)을 상기 인쇄기 롤러(400)가 상부에서 누르게 되면, 상기 인쇄기 롤러(400)에 형성되는 콤마나이프(401)로 인해 상기 폴리이미드 용액(300)이 기재(200) 하부로 스며나오면서 불규칙한 두께, 즉 첨부된 도 3에서와 같이 하부에 미세한 비정형 돌기부(310)를 반복적으로 생성하게 되는 것이었으며, 이에 따라 종래에는 하부에 다시 폴리이미드 용액을 추가로 도포하면서 평활면을 만들어 주어야 하였고, 이러한 과정을 통해 일정 두께를 유지할 수 있었던 것이다.

또한, 상기와 같이 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)(300)을 기재(200)의 일면 또는 양면에 도포시킨 후 경화시, 온도 조건 및 경화조건은 1차와 2차로 구분되는데, 1차 코팅시 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)(300)의 특성상 저온에서 코팅 후 1차 경화작업(예; 1차 온도 조건 1번 챔버 50℃~60℃, 2번 챔버 80℃~100℃, 3번챔버 120℃, 4번 챔버 150℃~160℃, 5번 챔버 100℃~120℃의 조건)을 마무리하고, 2차 코팅시에는 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)(300)의 특성상 고온에서 코팅 후 2차 경화작업(예; 2차 온도 조건 1번 100℃, 2번 150℃, 3번 200℃, 4번 200℃, 5번 100℃)을 마무리하는 것으로, 상기와 같은 1,2차에 걸친 경화 작업은 코팅면과 비코팅면이 말리는 현상을 초래하여 이 또한 롤 상태로 보관이 어려웠던 것이다.

(선행기술문헌)

- 등록특허공보 제10-1669155호(공고일 2016.10.25)

- 공개특허공보 제10-2017-0072740호(공개일 2017.06.27)

- 공개특허공보 제10-2017-0074586호(공개일 2017.06.30)

- 공개특허공보 제10-2017-0098762호(공개일 2017.08.30)

- 등록특허공보 제10-1778739호(공고일 2017.09.14)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 기재로 사용되는 패브릭 원단의 하단을 분리막으로 지지되도록 하고, 그 위에 놓여지는 기재의 상면에 폴리이미드 용액(polyimide Varnish)을 일정두께로 코팅하게 됨으로써, 기재의 처짐과 신축을 억제하며, 폴리이미드 용액 코팅시 패브릭 원단의 말림현상과 끊어짐 현상을 방지하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭(fabric) 원단과 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 기재 위에 도포되는 폴리이미드 용액이 패브릭 원단의 기재를 통과하여 하부로 이동할 때 기재를 지지하고 있는 분리막 표면을 따라 확산되어 전체적으로 평활한 표면을 유지할 수 있게 됨으로 인하여, 폴리이미드 용액의 코팅 두께 조정이 용이하고, 나아가 기재 전폭에 대한 폴리이미드 용액 도포가 또한 가능하게 됨으로 인하여 생산성이 향상되는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭(fabric) 원단과 그 제조 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 온도 조건 및 경화조건을 1차 경화공정에서는 200℃ 이하에서 경화시켜 퀄 즉 힘을 없애도록 하여 필름이 말리는 현상이 방지되도록 하고, 이어지는 2차 경화공정에서는 320℃ 이상, 더욱 바람직하기로는 320~350℃에서 경화되도록 하여 폴리아시드가 폴리아미드로 완전히 아미드화 되도록 함으로써 양질의 패브릭(fabric) 원단을 제공할 수 있도록 하려는 것이다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단은, (a) 연속적으로 공급되는 분리막 필름; (b) 상기 분리막 필름 위에 포개어진 상태로 적층 공급되며, 순면 패브릭 원단을 포함하는 천연섬유 또는 인조섬유로 이루어진 기재; (c) 상기 분리막 필름 위에 포개어진 상기 기재의 상면에 공급되어 콤마장비의 인쇄기 롤러를 이용하여 표면이 평활면을 이루도록 일정두께로 도포되는 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish); 으로 이루어지고, (d) 상기 기재 상면으로 도포되는 상기 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)은 상기 기재에 함침된 후 기재의 바닥부에 이르게 되면서 상기 분리막 필름과 인접하는 상기 기재의 하부면에 하나의 평활 표면 유지막을 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법은, (a) 챔버로 분리막 필름을 공급하는 공정; (b) 상기 (a)공정으로부터 챔버로 공급되는 상기 분리막 필름 위에, 순면 패브릭 원단을 포함하는 천연섬유 또는 인조섬유로 이루어진 기재가 포개지도록 공급하는 공정; (c) 상기 (b)공정으로부터 분리막 필름 위에 포개어진 상기 기재의 일면에 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)을 공급하여, 상기 기재의 일면에 콤마장비의 인쇄기 롤러를 이용하여 상기 폴리이미드 용액을 코팅 처리하는 공정; 및, (d) 상기 (c)공정으로부터 폴리이미드 용액이 코팅된 상기 기재를 챔버에서 열처리하여 건조(또는 경화)시키는 공정; 을 포함하여 진행되는 것이다.

또한, 상기 (a)공정에서 연속적으로 챔버로 공급되는 분리막 필름은 0.05t∼0.1t 범위내의 PET필름이 사용될 수 있다.

또한, 상기 PET필름은 양면 실리콘 또는 불소 코팅이 이루어진 것이다.

또한, 상기 (c)공정에서 상기 기재의 일면에 코팅되는 폴리이미드 용액은 130,000∼180,000의 점도를 가지는 것이다.

또한, 상기 (c)공정에서 상기 기재의 일면에 상기 폴리이미드 용액을 코팅시, 상기 폴리이미드 용액은 상기 기재의 내부로 스며들면서 상기 분리막 필름의 표면을 따라 상기 기재의 내부에서 확산되어 평활한 펼침이 이루어지는 하나의 평활 표면 유지막을 형성하는 것이다.

또한, 상기 분리막 필름의 폭은 상기 폴리이미드 용액이 상기 기재의 전체면에 도포되면서 상기 기재의 측면으로 확산되는 상기 폴리이미드 용액 일부가 상기 분리막 필름 위에 위치되도록 상기 기재의 폭보다 넓은 폭을 가지는 것이다.

또한, 상기 인쇄기 롤러에는 상기 기재의 일면에서 상기 폴리이미드 용액에 의해 형성되는 도포막을 균일한 두께로 유지시키면서 상기 폴리이미드 용액이 기재 내부로 수용되도록 코팅 처리하는 콤마나이프를 형성하되, 상기 콤마나이프는 상기 인쇄기 롤러에 형성되는 결합단차면에 체결부재를 이용하여 탈부착이 가능하게 결합되는 것이다.

또한, 상기 (d)공정에서 폴리이미드 용액이 코팅된 상기 기재를 챔버에서 열처리하여 건조시 그 건조에 따른 가열의 온도조건과 경화 조건은, 저온 건조를 통해 도포막에 생성되는 기포(기공)을 제거하도록 1차 코팅 작업을 실시하게 되는 것이며, 도포되는 폴리이미드 용액의 두께를 증가시키기 위하여 동일한 조건의 2차 코팅작업을 추가로 실시할 수 있다.

또한, 상기 1차 코팅 작업 또는 2차 코팅 작업은, 상기 폴리이미드 용액의 특성상 저온에서 코팅 후 온도를 순차적으로 증가시키는 저온 건조의 과정으로 진행하는 공정과; 상기 1차 또는 2차 저온 건조 공정을 수행한 이후에 200℃에서 건조하는 고온 건조 공정; 및, 상기 고온 건조 후에 온도를 더욱 증가시켜 320℃의 온도에서 이미드화 건조 작업을 진행하는 공정; 을 포함하는 것이다.

다시말해, 상기 1차 및 2차 코팅후 경화하는 조건은 1차 경화공정에서 200℃ 이하로 경화시켜 퀄 즉 힘을 없애도록 하여 필름이 말리는 현상이 방지되도록 하고, 이어지는 2차 경화공정에서는 320℃ 이상, 더욱 바람직하기로는 320~350℃에서 경화되도록 함으로써 폴리아시드가 폴리이미드로 완전히 이미드화 되도록 함으로써 양질의 패브릭(fabric) 원단을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

또한, 상기 1차 및 2차 저온 건조는 순차 배열되는 챔버들의 온도를 순차적으로 증가시키는 것으로, 1번 챔버 30℃, 2번 챔버 50℃, 3번 챔버 60℃, 4번 챔버 80℃, 5번 챔버 100℃의 조건으로 진행하는 것이다.

또한, 상기 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단은 그라파이터화하여 사용하거나 또는 폴리이미드 필름(Polyimide Film)의 대체품으로 사용하는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 분리막을 이용한 롤 형태 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법은 기재로 사용되는 패브릭 원단의 하단을 분리막으로 지지한 후, 분리막 위에 놓여지는 기재의 상면에 폴리이미드 용액(polyimide Varnish)을 일정두께로 코팅하게 됨으로써, 폴리이미드 용액 코팅시 패브릭 원단의 말림현상과 끊어짐 현상을 방지하고, 폴리이미드 용액의 두께 조정이 용이함은 물론, 기재 전폭에 대한 폴리이미드 용액 도포가 또한 가능하게 하는 것이다.

본 발명은 또한, 패브릭 원단을 그라파이터화하여 사용 가능하도록 하거나, 또는 폴리이미드 필름(Polyimide Film)의 대체품으로 사용되는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단을 제공할 수 있게 된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 폴리이미드 용액만을 이용하여 피막이 형성된 상태를 보인 사진.

도 2는 종래 기재 표면에 폴리이미드 용액을 도포하여 피막을 형성한 상태를 보인 사진.

도 3은 종래 콤마장비의 인쇄기롤러를 이용하여 기재 표면에 폴리이미드 용액을 도포하는 상태를 보인 단면 개략도.

도 4는 본 발명의 실시예로 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법을 보인 흐름도.

도 5는 본 발명의 실시예로 챔버에 분리막 필름과 기재를 함께 공급하는 상태를 보인 도면.

도 6은 본 발명의 실시예로 콤마장비의 인쇄기롤러를 이용하여 기재 표면에 폴리이미드 용액을 도포하는 상태를 보인 단면 개략도.

도 7은 본 발명의 실시예로 콤마장비의 인쇄기롤러를 이용하여 기재 표면에 폴리이미드 용액을 도포하는 상태를 보인 실제 구현 사진.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예로 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법을 보인 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예로 챔버에 분리막 필름과 기재를 함께 공급하는 상태를 보인 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예로 콤마장비의 인쇄기롤러를 이용하여 기재 표면에 폴리이미드 용액을 도포하는 상태를 보인 단면 개략도이고, 도 7은 본 발명의 실시예로 콤마장비의 인쇄기롤러를 이용하여 기재 표면에 폴리이미드 용액을 도포하는 상태를 보인 실제 구현 사진을 보인 것이다.

첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법은, 폴리이미드 용액(polyimide Varnish)의 코팅 두께를 조정하면서 원하는 안정된 두께(예; 100㎛ 이상)를 유지하면서 폴리이미드 용액 코팅시 패브릭 원단의 말림현상과 끊어짐 현상이 방지될 수 있도록 하는 것으로, (a)공정 내지 (d)공정을 포함하여 진행하는 것이다.

상기 (a)공정은 챔버로 분리막 필름(10)을 공급하는 것으로, 상기 분리막 필름(10)은 일예로서, 0.05t∼0.1t 범위내의 PET필름이 사용될 수 있다. 그러나 분리막 필름(10)으로 사용되는 상기 PET필름은 양면 실리콘 또는 불소 코팅이 이루어지는 것으로써, 이같은 분리막 필름(10)은 기재의 바닥면을 지지하는 기능을 가지면서 기재를 충분히 적신후 기재의 하부로 침출되는 상기 폴리이미드 용액(polyimide Varnish)과 점착되지 않는 이형성을 보유한 박리지이면 족한 것이므로 이는 종이 또는 합성수지를 포함하는 다양한 종류의 소재가 선택적으로 사용될 수 있는 것이며, 상기한 PET필름으로 제한되는 것은 결코 아니다.

여기서, 상기 분리막 필름(10)은 필름 위에 놓여지는 기재(20)의 표면에 폴리이미드 용액(30)을 도포시, 상기 기재(20)의 내부로 스며들어 하부로 흘러나오는 상기 폴리이미드 용액(30)의 평활한 펼침을 가능하게 하는 것이며, 이에 따라 상기 분리막 필름(10)의 폭은 상기 기재(20)의 폭보다 넓게 제공되는 것이다.

다시말해, 상기 기재(20) 위에 도포되는 상기 폴리이미드 용액(30)이 상기 기재(20)의 전체면에 충분히 함침된 이후 하부면에 이르게 되면, 기재(20)의 바닥면을 지지하고 있는 상기 분리막 필름(10)에 닿게 되면서 평면으로 확산되어 평활한 바닥부를 이룰수 있게 되는 것이며, 따라서 한면의 코팅 공정을 통해서도 전체가 일정한 두께를 가진 양면이 모두 평활한 표면막 상태를 제공하게 되는 것이다.

이때, 상기 기재(20)의 측면으로 확산되는 상기 폴리이미드 용액(30)의 일부가 상기 분리막 필름(10) 위에 위치할 수 있도록 하는 것이고, 이에 상기 기재(20)는 상기 분리막 필름(10)의 폭보다 적은 폭을 가지는 전폭의 코팅필름으로 제작될 수도 있는 것이다.

상기 (b)공정은 첨부된 도 5에서와 같이, 상기 (a)공정으로부터 챔버로 공급되는 상기 분리막 필름(10) 위에 패브릭 원단으로 이루어진 기재(20)가 포개지도록 공급하는 것이다.

즉, 상기 분리막 필름(10)의 평면에 상기 기재(20)의 타면이 접촉되면서, 상기 기재(20)와 상기 분리막 필름(10)이 적층되는 구조를 이루도록 한 것이다.

상기 (c)공정은 상기 (b)공정으로부터 분리막 필름(10) 위에 포개어진 상기 기재(20)의 일면에 130,000∼180,000의 점도를 가지는 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)(30)을 공급하여, 상기 기재(20)의 일면에 콤마장비의 인쇄기 롤러(40)를 이용하여 상기 폴리이미드 용액(30)을 코팅 처리하도록 하는 것이다.

즉, 첨부된 도 6에서와 같이, 상기 인쇄기 롤러(40)에는 상기 기재(20)의 일면에서 상기 폴리이미드 용액(30)에 의해 형성되는 도포막을 균일한 두께로 유지시키면서 상기 폴리이미드 용액(30)이 상기 기재(20) 내부로 수용되도록 코팅 처리하는 콤마나이프(41)를 형성하고 있는 것인데, 이같은 인쇄기 롤러(40)에는 결합단차면(40a)을 형성하며, 상기 결합단차면(40a)에 체결부재(50)를 이용하여 상기 콤마나이프(41)를 탈부착이 가능하게 결합 구성한 것이다. 그러므로 상기 콤마나이프(41)는 상기 인쇄기롤러(40)의 회전에 따라 상기 기재(20)의 일면에서 상기 폴리이미드 용액(30)이 균일한 두께로서 평면을 유지하도록 상기 폴리이미드 용액(30)을 코팅 처리하게 되는 것이다.

이때, 상기 폴리이미드 용액(30)은 상기 기재(20)의 내부로 스며들면서 상기 분리막 필름(10)의 표면을 따라 상기 기재(20)의 내부에서 확산되는 것이고, 이어서 상기 기재(20)의 바닥부에 이르게 되는 것이므로 상기 분리막 필름(10)과 인접하는 상기 기재(20)의 표면에는 하나의 평활 표면 유지막이 형성될 수 있는 것이다.

상기 (d)공정은 상기 (c)공정으로부터 폴리이미드 용액(30)이 코팅된 상기 기재(20)를 챔버에서 열처리하여 건조(또는 경화)시키는 것이고, 이에 따라 일면에 상기 폴리이미드 용액(30)이 코팅되고 타면에는 분리막 필름(10)이 형성된 상기 기재(20)는 패브릭 원단을 그라파이터화하여 사용이 가능함은 물론, 폴리이미드 필름(Polyimide Film)의 대체품으로도 사용이 가능하게 되는 것이다.

이때, 상기 챔버에서 상기 기재(20)에 대한 가열시, 그 가열에 따른 온도 조건과 경화 조건은, 저온 건조를 통해 도포막에 생성되는 기포(기공)을 제거하도록 1차 코팅 작업을 실시하게 되는 것이다. 그러나, 도포되는 폴리이미드 용액의 두께를 증가시키기 위하여 동일한 조건의 2차 코팅작업을 추가로 실시할 수 있다.

상기 1차 및 2차 코팅 작업은 상기 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)(30)의 특성상 저온에서 코팅 후 온도를 순차적으로 증가시키며 1번 챔버 30℃, 2번 챔버 50℃, 3번 챔버 60℃, 4번 챔버 80℃, 5번 챔버 100℃의 조건으로 저온 건조를 진행한 다음, 이를 200℃에서 고온 건조하는 과정을 거친 다음, 320℃의 온도에서 이미드화 건조하는 작업을 수행하게 되는 것이다.

다시말해, 상기 1차 및 2차 코팅후 경화하는 조건으로써, 1차 경화공정에서 200℃ 이하로 경화시켜 퀄 즉 힘을 없애도록 하여 필름이 말리는 현상이 방지되도록 하고, 이어지는 2차 경화공정에서는 320℃ 이상, 더욱 바람직하기로는 320~350℃에서 경화되도록 하여 폴리아시드가 폴리이미드로 완전히 이미드화 되도록 하는 것이다.

그러므로, 상기와 같이 1차 코팅 또는 2차 코팅에 따른 건조 작업을 진행하더라도, 상기 기재(20)는 타면에 포개어진 상기 분리막 필름(10)에 의해 상기 폴리이미드 용액(30)의 코팅면이 말리는 현상이 방지될 수 있는 것이다.

따라서, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단은, 고열에 녹지 않고 열수축이 0.1mm 이하로 견딜 수 있는 것으로서, 이는 패브릭 원단을 이용한 차별성과, 자체적인 생산이 가능하여 가격 경쟁력을 확보할 수 있음은 물론, 패브릭 원단의 패턴으로 진품 구별이 가능하고, 코팅성의 우수성으로 인해 타 소재와 복합화가 용이하다는 이점을 가질 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 결코 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims

(a) 연속적으로 챔버에 공급되는 분리막 필름;

(b) 상기 분리막 필름 위에 포개어진 상태로 적층 공급되며, 순면 패브릭 원단을 포함하는 천연섬유 또는 인조섬유로 이루어진 기재;

(c) 상기 분리막 필름 위에 포개어진 상기 기재의 상면에 공급되어 콤마장비의 인쇄기 롤러를 이용하여 표면이 평활면을 이루도록 일정두께로 도포되는 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish); 으로 이루어지고,

(d) 상기 기재 상면으로 도포되는 상기 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)은 상기 기재에 함침된 후 기재의 바닥부에 이르게 되면서 상기 분리막 필름과 인접하는 상기 기재의 하부면에도 또 하나의 평활 표면 유지막을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 1 항에 있어서, 연속적으로 챔버에 공급되는 상기 분리막 필름은 0.05t∼0.1t 범위내의 PET필름이 사용됨을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 2 항에 있어서, 상기 PET필름은 양면 실리콘 또는 불소 코팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 1 항에 있어서, 상기 기재의 일면에 코팅되는 폴리이미드 용액은 130,000∼180,000의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 1 항에 있어서, 상기 분리막 필름의 폭은 상기 폴리이미드 용액이 상기 기재의 전체면에 도포되면서 상기 기재의 측면으로 확산되는 상기 폴리이미드 용액 일부가 상기 분리막 필름 위에 위치되도록 상기 기재의 폭보다 넓은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 1 항에 있어서, 폴리이미드 용액이 코팅된 상기 기재는, 챔버에서 열처리하여 건조되는 것으로서, 저온 건조를 통해 도포막에 생성되는 기포(기공)을 제거하도록 1차 코팅 작업을 실시하며, 도포되는 폴리이미드 용액의 두께를 증가시키기 위하여 동일한 조건의 2차 코팅작업을 추가로 실시하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 6 항에 있어서, 상기 1차 코팅 또는 2차 코팅 작업은,

상기 폴리이미드 용액의 특성상 저온에서 코팅 후 온도를 순차적으로 증가시키는 저온 건조의 과정으로 진행하고; 상기 1차 또는 2차 저온 건조 이후에 200℃에서 건조하는 고온 건조시키며; 상기 고온 건조 후에 온도를 더욱 증가시켜 320℃의 온도에서 이미드화 건조하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 7 항에 있어서, 상기 1차 및 2차 저온 건조는 순차 배열되는 챔버들의 온도를 순차적으로 증가시켜, 1번 챔버 30℃, 2번 챔버 50℃, 3번 챔버 60℃, 4번 챔버 80℃, 5번 챔버 100℃의 온도를 가하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 7 항에 있어서, 상기 1차 및 2차 코팅후 경화는 1차 경화에서 200℃ 이하로 경화시켜 퀄 즉 힘을 없애도록 하여 필름이 말리는 현상이 방지되도록 하고, 이어지는 2차 경화에서는 320℃ 이상에서 경화되도록 하여 폴리아시드가 폴리이미드로 완전히 이미드화 되도록 하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 1 항에 있어서, 상기 인쇄기 롤러에는 상기 기재의 일면에서 상기 폴리이미드 용액에 의해 형성되는 도포막을 균일한 두께로 유지시키면서 상기 폴리이미드 용액이 기재 내부로 수용되도록 코팅 처리하는 콤마나이프를 형성하되, 상기 콤마나이프는 상기 인쇄기 롤러에 형성되는 결합단차면에 체결부재를 이용하여 탈부착이 가능하게 결합 구성하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
제 1 항에 있어서, 상기 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단은 그라파이터화하여 사용하거나 또는 폴리이미드 필름(Polyimide Film)의 대체품으로 사용하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단.
(a) 챔버로 분리막 필름을 공급하는 공정;

(b) (a)공정으로부터 챔버로 공급되는 상기 분리막 필름 위에, 순면 패브릭 원단을 포함하는 천연섬유 또는 인조섬유로 이루어진 기재가 포개지도록 공급하는 공정;

(c) 상기 (b)공정으로부터 분리막 필름 위에 포개어진 상기 기재의 일면에 폴리이미드 용액(Polyimide Varnish)을 공급하여, 상기 기재의 일면에 콤마장비의 인쇄기 롤러를 이용하여 상기 폴리이미드 용액을 코팅 처리하는 공정; 및,

(d) 상기 (c)공정으로부터 폴리이미드 용액이 코팅된 상기 기재를 챔버에서 열처리하여 건조(또는 경화)시키는 공정; 을 포함하여 진행하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 (a)공정에서 챔버로 공급되는 분리막 필름은 0.05t∼0.1t 범위내의 PET필름인 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 13 항에 있어서,

상기 PET필름은 양면 실리콘 또는 불소 코팅이 이루어지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 (c)공정에서 상기 기재의 일면에 코팅되는 폴리이미드 용액은 130,000∼180,000의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 (c)공정에서 상기 기재의 일면에 상기 폴리이미드 용액을 코팅시, 상기 폴리이미드 용액은 상기 기재의 내부로 스며들면서 상기 분리막 필름의 표면을 따라 상기 기재의 내부에서 확산되어 하나의 평활 표면 유지막을 형성하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 16 항에 있어서,

상기 분리막 필름의 폭은 상기 폴리이미드 용액이 상기 기재의 전체면에 도포되면서 상기 기재의 측면으로 확산되는 상기 폴리이미드 용액 일부가 상기 분리막 필름 위에 위치되도록 상기 기재의 폭보다 넓은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 (d)공정에서 폴리이미드 용액이 코팅된 상기 기재를 챔버에서 열처리하여 건조시 그 건조에 따른 가열의 온도조건과 경화 조건은, 저온 건조를 통해 도포막에 생성되는 기포(기공)을 제거하도록 1차 코팅 작업을 실시하는 것이며, 도포되는 폴리이미드 용액의 두께를 증가시키기 위하여 동일한 조건의 2차 코팅작업을 추가로 실시하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 18 항에 있어서,

상기 1차 코팅 또는 2차 코팅 작업은,

상기 폴리이미드 용액의 특성상 저온에서 코팅 후 온도를 순차적으로 증가시키는 저온 건조의 과정으로 진행하는 공정과; 상기 1차 또는 2차 저온 건조 이후에 200℃에서 건조하는 고온 건조 공정; 및, 상기 고온 건조 후에 온도를 더욱 증가시켜 320℃의 온도에서 이미드화 건조 작업을 진행하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 19 항에 있어서,

상기 1차 및 2차 저온 건조는 순차 배열되는 챔버들의 온도를 순차적으로 증가시키는 것으로, 1번 챔버 30℃, 2번 챔버 50℃, 3번 챔버 60℃, 4번 챔버 80℃, 5번 챔버 100℃의 조건으로 진행하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 19 항에 있어서,

상기 1차 및 2차 코팅후 경화조건은 1차 경화공정에서 200℃ 이하로 경화시켜 퀄 즉 힘을 없애도록 하여 필름이 말리는 현상이 방지되도록 하고, 이어지는 2차 경화공정에서는 320℃ 이상에서 경화되도록 하여 폴리아시드가 폴리이미드로 완전히 이미드화 되도록 하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 인쇄기 롤러에는 상기 기재의 일면에서 상기 폴리이미드 용액에 의해 형성되는 도포막을 균일한 두께로 유지시키면서 상기 폴리이미드 용액이 기재 내부로 수용되도록 코팅 처리하는 콤마나이프를 형성하되, 상기 콤마나이프는 상기 인쇄기 롤러에 형성되는 결합단차면에 체결부재를 이용하여 탈부착이 가능하게 결합 구성하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.
제 12 항에 있어서,

상기 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단은 그라파이터화하여 사용하거나 또는 폴리이미드 필름(Polyimide Film)의 대체품으로 사용하는 것을 특징으로 하는 분리막을 이용한 롤 형태의 폴리이미드 패브릭 원단 제조방법.